5 pasos para desentrañar los mayores misterios del universo: ¿qué traman los científicos?

Se ha presentado el tan esperado programa de investigación en física de partículas para los próximos 10 años. El plan, desarrollado por la comisión especial P5 bajo la dirección del profesor Hitoshi Murayama de Berkeley, incluye cinco grandes proyectos que se ajustan al presupuesto asignado.
Durante la conferencia ScienceWriters 2024 en Carolina del Norte, Murayama confesó con una sonrisa que antes se preocupaba por tener que rechazar prometedoras investigaciones por razones financieras. Sin embargo, ahora el jefe de la comisión está satisfecho con la lista final de experimentos seleccionados.

El primer proyecto prioritario es la búsqueda de materia oscura en una antigua mina de oro en Dakota del Sur. Los científicos planean aumentar el tamaño del tanque de xenón líquido de 7 a 70 toneladas. Aunque los experimentos previos no lograron detectar rastros de esta misteriosa sustancia que constituye el 85% de la masa del universo, los investigadores insisten en continuar la búsqueda a mayor escala.

El segundo proyecto se centra en el estudio detallado del bosón de Higgs, una partícula cuyo descubrimiento en 2012 completó la formación del Modelo Estándar de la física. Para la producción masiva y análisis de las propiedades del bosón, será necesario un nuevo colisionador potente que choque electrones con positrones.
La construcción de dicha instalación en EE.UU. se ha considerado económicamente inviable. En su lugar, la comisión recomienda apoyar la creación de una "fábrica de Higgs" en el extranjero: ya sea el proyecto FCC-ee en el CERN europeo o el Colisionador Lineal Internacional en Japón.

El tercer campo de investigación busca explicar la predominancia de la materia sobre la antimateria. Se considera que los neutrinos son las únicas partículas conocidas que podrían arrojar luz sobre este enigma. Para su estudio, se está construyendo el Experimento de Neutrinos Subterráneo Profundo (DUNE) entre Illinois y Dakota del Sur.
Recientemente se completó la instalación de una base de neutrinos de largo alcance. La comisión propone utilizarla para investigar con mayor detalle el comportamiento de estas partículas misteriosas, capaces de atravesar la Tierra sin obstáculos.

El cuarto proyecto implica la expansión del observatorio de neutrinos IceCube en la Antártida. Esta instalación ya ha permitido a los científicos observar un agujero negro supermasivo en una galaxia vecina y, por primera vez, obtener una imagen del disco galáctico utilizando neutrinos.

La quinta prioridad es la búsqueda de rastros de la inflación cósmica, el rápido crecimiento del universo justo después del Big Bang. En 2014, los astrónomos anunciaron haber encontrado evidencia de este fenómeno en la Antártida, pero más tarde tuvieron que retractarse.
Para continuar con la búsqueda, P5 ha apoyado el lanzamiento del experimento CMB-S4 en dos ubicaciones: en Chile y en el Polo Sur. Sin embargo, en mayo de 2024, la Fundación Nacional de Ciencias suspendió temporalmente el proyecto, redirigiendo los fondos a la modernización de la infraestructura antártica.

Paralelamente a los proyectos principales, los físicos proponen comenzar el desarrollo de un acelerador avanzado para colisionar muones. Murayama denominó a esta iniciativa "el disparo de muones", en alusión al programa lunar, subrayando que incluso un fracaso podría conducir a importantes descubrimientos científicos.

El costo total de los cuatro proyectos superará los 2.5 mil millones de dólares, sin contar los gastos de la "fábrica de Higgs". Una preocupación particular es la situación del transporte para las investigaciones antárticas: la flota envejecida de aviones de carga de la Fuerza Aérea de EE.UU. pronto será retirada.
El senador Chuck Schumer logró incluir en el presupuesto de defensa 229 millones de dólares para la adquisición de nuevos aviones. Según Murayama, esta cantidad es insignificante para el multimillonario presupuesto de defensa, pero el destino de la enmienda aún depende de la decisión de la Cámara de Representantes.